你瞭解什麼是DNA?什麼又是RNA?它們有什麼區別?

DNA:脫氧核糖核酸(英文DeoxyriboNucleic Acid,縮寫為DNA)是生物細胞內含有的四種生物大分子之一核酸的一種。

DNA攜帶有合成RNA和蛋白質所必需的遺傳信息,是生物體發育和正常運作必不可少的生物大分子。

DNA由脫氧核苷酸組成的大分子聚合物。脫氧核苷酸由鹼基、脫氧核糖和磷酸構成。其中鹼基有4種:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。

DNA 分子結構中,兩條多脫氧核苷酸鏈圍繞一個共同的中心軸盤繞,構成雙螺旋結構。脫氧核糖-磷酸鏈在螺旋結構的外面,鹼基朝向裡面。兩條多脫氧核苷酸鏈反向互補,通過鹼基間的氫鍵形成的鹼基配對相連,形成相當穩定的組合。

在細胞分裂之前,DNA複製過程複製了遺傳信息,這避免了在不同細胞世代之間的轉變中遺傳信息的丟失。 在真核生物中,DNA存在於細胞核內稱為染色體的結構中。在沒有細胞核的其它生物中,DNA要麼存在於染色體中要麼存在於其它組織(細菌有單環雙鏈DNA分子,而病毒有DNA或RNA基因組)。在染色體中,染色質蛋白如組蛋白、共存蛋白和凝聚蛋白將DNA在一個有序的結構中。這些結構指導遺傳密碼和負責轉錄的蛋白質之間的相互作用,有助於控制基因的轉錄。

DNA複製

DNA複製是指DNA雙鏈在細胞分裂以前進行的複製過程,複製的結果是一條雙鏈變成兩條一樣的雙鏈(如果複製過程正常的話),每條雙鏈都與原來的雙鏈一樣。這個過程是通過名為半保留複製的機制來得以順利完成的。複製可以分為以下幾個階段:

起始階段:解旋酶在局部展開雙螺旋結構的DNA分子為單鏈,引物酶辨認起始位點,以解開的一段DNA為模板,按照5'到3'方向合成RNA短鏈。形成RNA引物。

DNA片段的生成:在引物提供了3'-OH末端的基礎上,DNA聚合酶催化DNA的兩條鏈同時進行復制過程,由於複製過程只能由5'->3'方向合成,因此一條鏈能夠連續合成,另一條鏈分段合成,其中每一段短鏈成為岡崎片段(Okazaki fragments)。

RNA引物的水解:當DNA合成一定長度後,DNA聚合酶水解RNA引物,補填缺口。

DNA連接酶將DNA片段連接起來,形成完整的DNA分子。

最後DNA新合成的片段在旋轉酶的幫助下重新形成螺旋狀。

RNA :核糖核酸(縮寫為RNA,即Ribonucleic Acid),存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。RNA由核糖核苷酸經磷酸二酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和鹼基構成。RNA的鹼基主要有4種,即A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T。

與DNA不同,RNA一般為單鏈長分子,不形成雙螺旋結構,但是很多RNA也需要通過鹼基配對原則形成一定的二級結構乃至三級結構來行使生物學功能。

RNA的鹼基配對規則基本和DNA相同,不過除了A-U、G-C配對外,G-U也可以配對。

在細胞中,根據結構功能的不同,RNA主要分三類,即tRNA(轉運RNA),rRNA(核糖體RNA),mRNA(信使RNA)。mRNA是合成蛋白質的模板,內容按照細胞核中的DNA所轉錄;tRNA是mRNA上鹼基序列(即遺傳密碼子)的識別者和氨基酸的轉運者;rRNA是組成核糖體的組分,是蛋白質合成的工作場所。

在病毒方面,很多病毒只以RNA作為其唯一的遺傳信息載體(有別於細胞生物普遍用雙鏈DNA作載體)。

核糖核酸

核糖核酸

1982年以來,研究表明,不少RNA,如I、II型內含子,RNaseP,HDV,核糖體大亞基RNA等等有催化生化反應過程的活性,即具有酶的活性,這類RNA被稱為核酶(ribozyme)。

20世紀90年代以來,又發現了RNAi(RNAinterference,RNA干擾)等等現象,證明RNA在基因表達調控中起到重要作用。

在RNA病毒中,RNA是遺傳物質,植物病毒總是含RNA。近些年在植物中陸續發現一些比病毒還小得多的浸染性致病因子,叫做類病毒。類病毒是不含蛋白質的閉環單鏈RNA分子,此外,真核細胞中還有兩類RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前體;snRNA參與hnRNA的剪接(一種加工過程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的鹼基序列確定以後,RNA序列測定方法不斷得到改進。除多種tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等較小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及較大RNA的一級結構測定已完成,如噬菌體MS2RNA含3569個核苷酸。


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